胀差 缸胀

关于差涨的问题
1.什么叫缸胀？机组起动停机时，缸胀如何变化？
汽缸的绝对膨胀叫缸胀。

起动过程是对汽轮机汽缸、转子及每个零部件的加热过程。

在起动过程中，缸胀逐渐增大；停机时，汽轮机各部金属温度下降，汽缸逐渐收缩，缸胀减小。

2．什么叫差胀？差胀正负值说明什么问题？
汽轮机起动或停机时，汽缸与转子均会受热膨胀，受冷收缩。

由于汽缸与转子质量上的差异，受热条件不相同，转子的膨胀及收缩较汽缸快，转子与汽缸沿轴向膨胀的差值，称为差胀。

差胀为正值时，说明转子的轴向膨胀量大于汽缸的膨胀量；差胀为负值时，说明转子的轴向膨胀量小于汽缸膨胀量。

当汽轮机起动时，转子受热较快，一般都为正值；汽轮机停机或甩负荷时，差胀较容易出现负值。

3．差胀大小与哪些因素有关？
汽轮机在起动、停机及运行过程中，差胀的大小与下列因素有关：
⑴起动机组时，汽缸与法兰加热装置投用不当，加热汽量过大或过小。

⑵暖机过程中，升速率太快或暖机时间过短。

⑶正常停机或滑参数停机时，汽温下降太快。

⑷增负荷速度太快。

⑸甩负荷后，空负荷或低负荷运行时间过长。

⑹汽轮机发生水冲击。

⑺正常运行过程中，蒸汽参数变化速度过快。

4．轴向位移与差胀有何关系？
轴向位移与差胀的零点均在推力瓦块处，而且零点定位法相同。

轴向位移变化时，其数值虽然较小，但大轴总位移发生变化。

轴向位移为正值时，大轴向发电机方向位移，差胀向负值方向变化；当轴向位移向负值方向变化时，汽轮机转子向机头方向位移，差胀值向正值方向增大。

如果机组参数不变，负荷稳定，差胀与轴向位移不发生变化。

机组起停过程中及蒸汽参数变化时，差胀将会发生变化，而轴向位移并不发生变化。

运行中轴向位移变化，必然引起差胀的变化。

5．差胀在什么情况下出现负值？
由于汽缸与转子的钢材有所不同，一般转子的线膨胀系数大于汽缸的线膨胀系数，加上转子质量小受热面大，机组在正常运行时，差胀均为正值。

当负荷下降或甩负荷时，主蒸汽温度与再热蒸汽温度下降，汽轮机水冲击；机组起动与停机时汽加热装置使用不当，均会使差胀出现负值。

6．机组起动过程中，差胀大如何处理？
机组起动过程中，差胀过大，司机应做好如下工作：
⑴检查主蒸汽温度是否过高，联系锅炉运行人员，适当降低主蒸汽温度。

⑵使机组在稳定转速和稳定负荷下暖机。

⑶适当提高凝汽器真空，减少蒸汽流量。

⑷增加汽缸和法兰加热进汽量，使汽缸迅速胀出。

7．汽轮机起动时怎样控制差胀？
可根据机组情况采取下列措施：
⑴选择适当的冲转参数。

⑵制定适当的升温、升压曲线。

⑶及时投用汽缸、法兰加热装置，控制各部件金属温差在规定的范围内。

⑷控制升速速度及定速暖机时间，带负荷后，根据汽缸温度掌握升负荷速度。

⑸冲转暖机时及时调整真空。

⑹轴封供汽使用适当，及时进行调整。

8．汽轮机上下汽缸温差过大有何危害？
高压汽轮机起动与停机过程中，很容易使上下汽缸产生温差。

有时，机组停机后，由于汽缸保温层脱落，同样也会造成上下缸温差大，严重时，甚至达到130℃左右。

通常上汽缸温度高于下汽缸温度。

上汽缸温度高，热膨胀大，而下汽缸温度低，热膨胀小。

温差达到一定数值就会造成上汽缸向上拱起。

在上汽缸拱背变形的同时，下汽缸底部动静之间的径向间隙减小，因而造成汽轮机内部动静部分之间的径向摩擦，磨损下汽缸下部的隔板汽封和复环汽封，同时隔板和叶轮还会偏离正常时所在的平面（垂直平面），使转子转动时轴向间隙减小，结果往往与其它因素一起造成轴向摩擦。

摩擦就会引起大轴弯曲，发生振动。

如果不及时处理，可能造成永久变形，机组被迫停运。

9．为什么要规定冲转前上下缸温差不高于
当汽轮机起动与停机时，汽缸的上半部温度比下半部温度高，温差会造成汽轮机汽缸的变形。

它可以使汽缸向上弯曲从而使叶片和围带损坏。

曾对汽轮机进行汽缸挠度的计算，当汽缸上下温差达100℃时，挠度大约为1mm，通过实测，数值是很近似。

由经验表明，假定汽缸上下温差为10℃，汽缸挠度大约0.1mm，一般汽轮机的径向间隙为0.5～0.6mm。

故上下汽缸温差超过50℃时，径向间隙基本上已消失，如果这时起动，径向汽封可能会发生摩擦。

严重时还能使围带的铆钉磨损，引起更大的事故。

10．如何减少上下汽缸温差？
为减小上下汽缸温差，避免汽缸的拱背变形，应该做好下列工作：
⑴改善汽缸的疏水条件，选择合适的疏水管径，防止疏水在底部积存。

⑵机组起动和停机过程中，运行人员应正确及时使用各疏水门。

⑶完善高、中压下汽缸挡风板，加强下汽缸的保温工作，保温砖不应脱落，减少冷空气的对流。

⑷正确使用汽加热装置，发现上下缸温差超过规定数值时，应用汽加热装置对上汽缸冷却或对下缸加热。

11．什么叫弹性变形？什么叫塑性变形？汽轮机起动时如何控制汽缸各部温差，减少汽缸变形？
金属部件在受外力作用后，无论外力多么小，部件均会产生内部应力而变形。

当外力停止作用后，如果部件仍能恢复到原来的形状和尺寸，则这种变形称为弹性变形。

当外力增大到一定程度时，外力停止作用后，金属部件不能恢复到以前的形状和几何尺寸，这种变形称为塑性变形。

对汽轮机来讲，各部件是不允许产生塑性变形的。

汽轮机起动时，应严格控制汽缸内外壁、上下汽缸、法兰内外壁和法兰上下、左右等温差在规定范围内，从而避免不应有的应力产生。

具体温差应控制在如下范围内：
⑴高、中压内、外缸的法兰内外壁温差不大于80℃。

⑵高、中压内外缸温差（内缸内壁与外缸内壁，内缸外壁与外缸外壁）不大于50～80℃。

⑶高、中压缸上下温差不大于50℃，外缸上下温差不大于80℃。

⑷螺栓与法兰中心温差不大于30℃。

⑸高、中压内外缸法兰左右、上下温差不大于30℃。

机组在起动过程中，应严密监视金属各测点温度变化情况，适当调整加热汽量，并注意主蒸汽温度和再热蒸汽温度不应过高或过低，做好以上各项工作，机组起动方可得到安全保证，
延长机组使用寿命。

12．汽轮机转子发生摩擦后为什么会发生弯曲？
由于汽缸法兰金属温度存在温差，，导致汽缸变形，径向动静间隙消失，造成转子旋转时，机组端部轴封和隔板汽封处径向发生摩擦而产生很大的热量。

产生的热量使轴的两侧温度差很快增大。

温差的增加，使转子发生弯曲。

这样周而复始，大轴两侧温差越大，转子越弯曲。

13．汽轮机停机后或热态起动前，发现转子弯曲值增加及盘车电流晃动，其原因是什么？怎样处理？
汽轮机停机后或热态起动前，发现转子弯曲值增加及盘车电流晃动，其原因往往是高、中压汽缸上下温差超过规定值，而引起汽缸变形，汽封摩擦，造成大轴弯曲。

发现转子弯曲值增加，盘车电流晃动，首先应检查原因，如属于上下汽缸温差过大，则应先检查汽轮机各疏水门开关是否正确，有无冷水冷汽倒至汽缸，根据高、中压上下汽缸温差情况，对下汽缸加热或对上汽缸用空气进行冷却，使上下汽缸温差尽量减少，盘车直轴，并要求大轴弯曲值恢复到原始数值。

14．热态起动时，为什么要求新蒸汽温度高于汽缸温度50～80℃？
机组进行热态起动时，要求新蒸汽温度高于汽缸温度50～80℃。

可以保证新蒸汽经调节汽门节流，导汽管散热、调节级喷嘴膨胀后，蒸汽温度仍不低于汽缸的金属温度。

因为机组的起动过程是一个加热过程，不允许汽缸金属温度下降。

如在热态起动中新蒸汽温度太低，会使汽缸、法兰金属产生过大的应力，并使转子由于突然受冷却而产生急剧收缩，高压差胀出现负值，使通流部分轴向动静间隙消失而产生摩擦造成设备损坏。

15．汽轮机起动过程中，汽缸膨胀不出来的原因有哪些？
起动过程中，汽缸膨胀不出来的原因有：
⑴主蒸汽参数、凝汽器真空选择控制不当。

⑵汽缸、法兰螺栓加热装置使用不当或操作错误。

⑶滑销系统卡涩。

⑷增负荷速度快，暖机不充分。

⑸本体及有关抽汽管道的疏水门未开。

16．汽轮机冲转后，为什么要投用汽缸、法兰加热装置？
对于高参数大容量的机组来讲，其汽缸壁和法兰厚度达300～400mm。

汽轮机冲转后，最初接触到蒸汽的金属温升较快，而整个金属温度的升高则主要靠传热。

因此汽缸法兰内外受热不均匀，容易在上下汽缸间，汽缸法兰内外壁、法兰与螺栓间产生较大的热应力，同时汽缸、法兰变形，易导致动静之间摩擦，机组振动。

严重时造成设备损坏。

故汽轮机冲转后应根据汽缸、法兰温度的具体情况投用汽缸、法兰加热装置。

17．暖机的目的是什么？
暖要的目的是使汽轮机各部金属温度得到充分的预热，减少汽缸法兰内外壁，法兰与螺栓之间的温差，转子表面和中心的温差，从而减少金属内部应力，使汽缸、法兰及转子均匀膨胀，高压差胀值在安全范围内变化，保证汽轮机内部的动静间隙不致消失而发生摩擦，同时使带负荷的速度相应加快，缩短带至满负荷所需要的时间，达到节约能源的目的。

18．汽轮机起动升速时，排汽温度升高的原因有哪些？
汽轮机起动升速时，排汽温度升高的原因有：
⑴凝汽器内真空降低，空气未完全抽出，汽气混合在一起。

而空气的导热性能较差，使排汽压力升高，饱和温度也较高。

⑵主蒸汽管道、再热蒸汽管道、汽缸本体等大量的疏水疏至膨胀箱，其中扩容器出来的蒸汽排向凝汽器喉部，疏水及疏汽的温度要比凝汽器内饱和温度高4～5倍。

⑶暖机过程中，蒸汽流量较少，流速较慢，叶片产生的摩擦鼓风热量不能及时带走。

19．汽轮机起动与停机时，为什么要加强汽轮机本体及主、再热蒸汽管道的疏水？
汽轮机在起动过程中，汽缸金属温度较低，进入汽轮机的主蒸汽温度及再热蒸汽温度虽然选择得较低，但均超过汽缸内壁温度较多。

蒸汽与汽缸温度相差超过200℃。

暖机的最初阶段，蒸汽对汽缸进行凝结放热，产生大量的凝结水，直到汽缸和蒸汽管道内壁温度达到该压力下饱和温度时，凝结放热过程结束，凝结疏水量才大大减少。

在停机过程中，蒸汽参数逐渐降低，特别是滑参数停机，蒸汽在前几级做功后，蒸汽内含有湿蒸汽，在离心力的作用下甩向汽缸四周，负荷越低，蒸汽含水量越大。

另外汽轮机打闸停机后，汽缸及蒸汽管道内仍有较多的余汽凝结成水。

由于疏水的存在，会造成汽轮机叶片水蚀，机组振动，上下缸产生温差及腐蚀汽缸内部，因此汽轮机起动或停机时，必须加强汽轮机本体及蒸汽管道的疏水。

20．汽轮机起动或过临界转速时对油温有什么要求？
汽轮机油粘度受温度影响很大，温度过低，油膜厚且不稳定，对轴有粘拉作用，容易引起振动甚至油膜振荡。

但油温过高，其粘度降低过多，使油膜过薄，过薄的油膜也不稳定且易被破坏，所以对油温的上下限都有一定的要求。

起动初期轴颈表面线速度低，比压过大，汽轮机油的粘度小了就不能建立稳定的油膜，所以要求油温较低。

过临界转速时，转速很快提高，汽轮机油的粘度应该比低转速时小些，即要求的油温要高些，汽轮机起动时油温应在30℃以上，过临界转速时油温在38～45℃。

21．过临界转速时应注意什么？
过临界转速时应注意如下几点：
⑴过临界转速时，一般应快速平稳的越过临界转速，但亦不能采取飞速冲过临界转速的做法，以防造成不良后果，现规程规定过临界转速时的升速率为500 r／min左右。

⑵在过临界转速过程中，应注意对照振动与转速情况，确定振动类别，防止误判断。

⑶振动声音应无异常，如振动超限或有碰击摩擦异声等，应立即打闸停机，查明原因并确证无异常后方可重新起动
⑷过临界转速后应控制转速上升速度。

22．汽轮机差胀正值、负值过大有哪些原因？
汽轮机差胀正值大的原因：
⑴起动暖机时间不足，升速或增负荷过快。

⑵汽缸夹层、法兰加热装置汽温太低或流量较小，引起加热不足。

⑶进汽温度升高。

⑷轴封供汽温度升高，或轴封供汽量过大。

⑸真空降低，引起进入汽轮机的蒸汽流量增大。

⑹转速变化。

⑺调节汽门开度增加，节流作用减小。

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⑻滑销系统或轴承台板滑动卡涩，汽缸胀不出。

⑼轴承油温太高。

⑽推力轴承非工作面受力增大并磨损，转子向机头方向移动。

⑾汽缸保温脱落或有穿堂冷风。

⑿多缸机组其他相关汽缸差胀变化，引起本缸差胀变化。

⒀双层缸夹层中流入冷汽或冷水。

⒁差胀指示表零位不准，或受频率、电压变化影响。

负差胀值大的原因：
⑴负荷下降速度过快或甩负荷。

⑵汽温急剧下降。

⑶水冲击。

⑷轴封汽温降低。

⑸汽缸夹层、法兰加热装置加热过度。

⑹进汽温度低于金属温度。

⑺轴向位移向负值变化。

⑻轴承油温降低。

⑼双层缸夹层中流入高温蒸汽（进汽短管漏汽）。

⑽多缸机组相关汽缸差胀变化。

⑾差胀表零位不准，或受频率、电压变化影响。

23．为什么汽轮机转子弯曲超过规定值时，禁止起动？
一般说来，大多数汽轮机都是通过监视转子晃动度的变化，间接监视转**性弯曲大小的。

当转子晃动度超过原始值较多的，说明转子的弹性弯曲已比较大，而此时汽缸的变形也一定较大，汽轮机动静部分径向间隙可能消失，强行起动汽轮机，转子的弯曲部分会与隔板汽封摩擦，摩擦不仅造成汽封磨损，还会使转子弯曲部分产生高温，局部的高温又加大了转子的弯曲，使摩擦加剧，如此恶性循环，可能使转子产生永久性弯曲，所以转子弯曲超过规定值，禁止起动。

24．为什么调节系统不能维持汽轮机空负荷运行的机组，禁止起动？
汽轮机不能维持空负荷运行，说明调节系统已有严重的缺陷，如果强行起动，并网和解列都会发生困难，即使可能并入电网，也会出现不能自由减负荷到零的情况，而且机组突然甩负荷后会严重超速。